伺服阀设计及优化软件ValveInteg-SVNJ
概述
能够结合伺服阀试验结果（如流量增益、压力增益、内漏、频域特性等），综合考虑伺服阀的各部件结构、尺寸，根据内置的专家系统和经验数据，提供相应的推荐参数，并能进行多参数优化，为伺服阀测试结果分析及进一步的优化提供了强有力的手段。该伺服阀软件具有以下的功能：具有优化求解器，能够对单目标和多目标进行优化，结合内部的专家系统，给出符合本项目工程应用的优化值。能够分别针对液压功率级（即功率级滑阀）、液压控制级（即双喷嘴挡板机构）和机电磁部件（即力矩马达）进行设计和优化，对各部件结构、尺寸参数给出基于试验数据的优化建议，并对改进和优化后的各部件性能进行分析。另外软件具有参数数据库，能够对伺服阀试验结果及优化结果予以保存，方便以后调用。
功能
专业电液伺服阀设计系统是以统一的数据库格式作为设计系统的工作基础，并拥有亲切友好的用户工作图形介面。该设计系统按照功能可分为以下几部分：
• 设计要求输入与设计结果处理。在这个页面内，用户可以输入电液伺服阀的设计目标，如型号、额定压力、额定流量、额定电流、频宽、工作温度等，以及能从油液库中选择工作液压油。确认设计目标和工作油液后，ValveInteg-EHV即按所定设计流程，逐页依序进行各部件的设计，完成目标伺服阀的设计。另外，这部分还集成了其它各功能模块的执行控件，可以在模块环境中进行交互调用和优化计算，以满足给定的设计要求；还可通过接口协议，与指定的软件实现联合仿真；同时可将设计结果保存进元件数据库，或者是输出为文本格式的报告；若需要，也可以从型号数据库中载入之前保存的型号进行察看或修改等工作。
• 伺服阀主要部件设计。包括液压部件和机电磁部件两部分，其中液压部分又依据功能不同而分为功率级和前置控制级。这两部分是电液伺服阀最主要的部分，其几何结构和尺寸参数直接决定伺服阀的性能。在专业电液伺服阀设计系统中，可以完成对这两大部分的参数设计、局部分析和综合分析功能。伺服阀主要部件设计完成了输入电流信号转化为电磁力或力矩、然后经前置级放大，再经功率级将位移信号转换为输出压力和流量的全过程的分析和计算，并由此得出完成此功能的液压部件和电磁部件的设计和分析。这部件内容全面而详细的完成液压部件和机电磁部件的设计，引领电液伺服阀工程设计人员按照流程化的方式完成主要部件的设计工作。
• 特殊部件（如节流构件、平衡槽、壳体和阀座）的设计。“伺服阀主要部件的设计”完成了伺服阀的主要几何结构和尺寸参数设计，基本可以确定阀的通用性能。但有时，伺服阀还需要某些特殊的结构以满足实际工作要求，如确保阀的工作性能更加精确、稳定的节流构件和平衡槽，或是必要的外部支持部件，如壳体和阀座。对于常用的功率级的液压部件：滑阀来说，节流窗口的开法、凸肩的边形以及平衡槽的布局都对滑阀的性能均有一定的影响。在设计系统节流构件、平衡槽、壳体和阀座的部分针对这方面结构做详细设计。
• 特殊性能（如液动力、密封）的分析。包括液动力补偿设计计算、密封设计计算等。
• 综合性能（如工作压力、流量、频响）的分析
• 统一的数据管理。在设计系统中，所有伺服阀的数据都做了统一管理，可将设计好的型号储存、载入，方便数据管理与输出。伺服阀型号数据统一储存为型号数据库中，当设计完成时可将设计好的阀的数据保存到型号数据库中，以备以后调用，也可随时调出型号数据，进行察看、添加、修改、导出等功能，或者将该型号数据用于与其它软件的协同仿真。
• 污染控制分析。阀包中的污染控制分析模块按照污染控制设计准则，进行伺服阀对污染敏感度的评估和估算。进而通过设计系统的数据调用，本模块依据设计参数和运行参数，对伺服阀的污染寿命特性进行分析，并提供选用滤油器的准则，以确保设计出的伺服阀能在给定的污染环境下，满足工作需求。 还可对伺服阀的污染敏感度进行评估，从而对伺服阀的污染寿命特性进行分析，提供了保障伺服阀工作于污染环境下的解决方案（如选择合适的油滤或标定最高允许污染度）。
• 可靠性设计。专业电液伺服阀设计系统除了可对伺服阀的结构进行设计达到要求的性能品质外，还可对伺服阀的可靠性相关内容进行分析。例如对在设计系统中的某个设计好的伺服阀型号，考查一些性能参数的衰减而进行的可靠性分析，从而得到在要求允许范围内的寿命；针对不同贮存条件，估算贮存期。
• 设计参数优化。可对伺服阀的结构参数进行优化，依据用户需求得到最佳结构参数。设计系统提供一套高效的优化解法器，内含线性与非线性、单参数与多参数的数值运算程序。依据用户所设定的性能要求（如体积、频响、能量损耗等），自动进行设计参数优化，以确定最佳结构参数。
• 与其它软件协同工作提供接口可将设计型号输出到CAE软件中，或与流体动力分析软件连接，对伺服阀的性能作静态、动态、极限工作情况等工况的分析。
• 用户自定义模块。该功能可为用户提供功能扩展的接口。用户可将自己开发的设计程序访问这些开放的接口，以实现某些特殊的功能。设计系统开放了实现调用程序功能、访问程序数据的一些接口（动态链接库User.dll）和若干接口方法，用户可用任何编程语言开发特殊功能的程序，使用这些程序接口，以实现控制与扩展自定义的功能。
原理
设计系统的理念是利用计算机快速的运算能力，通过内置的优化参数选择及专家推荐算法，使电液伺服阀设计中兼顾流量增益、压力增益、频率响应特性等整体性能的平衡。因而，设计系统有助于选择最优化的解决方案，以实现最优的流量增益曲线、压力增益曲线和良好的频率响应特性，从而实现高性能、安全、可靠、稳定的电液伺服阀产品设计。
设计系统正是基于以上理念，采用合理的结构布局，以实现逐步引导、辅助用户实现优化的设计过程。设计系统的使用流程如下：
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